CN102888540A - 高热交换效率空调器用铝箔及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高热交换效率空调器用铝箔，其组成成分及重量百分比为：Fe：0.60～0.90％、Si：0～0.10％、Cu：0～0.05％、Mn：0～0.05％、Mg：0～0.03％、Cr：0.03～0.07％、Ti：0.015～0.04％，余量为铝。所述铝箔的制造方法为先熔炼与精炼，然后进行半连续铸造，控制铸造温度、铸造速度和冷却水流量，再热轧、退火、冷轧，最后成品退火，经拉矫、剪切后获得成品。本发明合理选择了Fe、Si、Ti以及Cr元素的含量，改善材料的深冲性能。通过控制半连续铸造过程中的铸造温度、铸造速度以及冷却水流量参数，获得更为均匀、细小的铸造组织晶粒，进而获得高性能铝箔成品。

Description

高热交换效率空调器用铝箔及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种空调器用铝箔及其制造方法，更具体地说，涉及一种高热交换效率空调器用铝箔及其制造方法。

背景技术

由于高热交换效率空调器在使用过程中要保证高的散热效率，对铝箔翅片的设计要求较高，要么孔型复杂，要么翻边高度大，这就对铝箔材料的性能提出了更高的要求。

空调行业竞争日益激烈，空调企业越来越注重节能减重，对材料的要求越来越高，组织和性能必须均匀，冶金缺陷少，各向异性小，延展性好，厚度均匀，平直度好。专利号为CN 101307404A，专利名称为“高性能空调铝箔及其制造方法”，专利号为CN101824568A，专利名称为“空调用铝箔材料及空调用铝箔的制造方法”，以上两种专利生产的铝箔一般用于对热交换效率要求并不高的空调器中，如家用空调，其翻边高度FP＜3mm。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的任务在于提供了一种满足高热交换效率空调器用铝箔冲制要求的高性能铝箔及其制造方法。

本发明的技术方案是这样的，一种高热交换效率空调器用铝箔，其组成成分及重量百分比为：Fe：0.60～0.90％、Si：0～0.10％、Cu：0～0.05％、Mn：0～0.05％、Mg：0～0.03％、Cr：0.03～0.07％、Ti：0.015～0.04％，余量为铝。

一种高热交换效率空调器用铝箔制造方法，包括以下工艺步骤：

(1)熔炼与精炼，按各组分重量百分比将原材料加入熔炼炉内熔炼，熔炼时熔体温度为735～760℃，静置炉内精炼温度为735～755℃，精炼时间15～20分钟，组成成分Ti以Al-Ti-B丝形式在流槽中加入；

(2)半连续铸造，在半连续铸造机上铸造得到铸锭；

(3)热轧，开轧温度为490～520℃，将铸锭轧至7.0mm厚的热轧坯料；

(4)热轧坯料退火，将热轧坯料放在退火炉里进行退火，退火温度为560～600℃，保温7～11小时；

(5)冷轧，在冷轧机上将7.0mm厚度的热轧坯料经6～7道次轧制至0.115～0.18mm的铝箔；

(6)成品退火，将0.115～0.18mm的铝箔放在退火炉里进行成品退火，退火温度280～320℃，保温6～9小时；

(7)经拉矫、剪切后，即制成本发明的高热交换效率空调器用铝箔。

在半连续铸造过程中，在一定范围内提高铸造温度，则铸锭液穴变深，结晶前沿温度梯度变陡，结晶时冷却速度大，晶内结构细化，但同时形成柱状晶、羽毛晶组织的倾向增大；在一定范围内，铸造速度越高，晶粒越细小，但铸造速度过高，会造成液穴变深，过渡带尺寸变宽，结晶组织易粗化，同时中心疏松倾向增大，区域偏析加剧，组织和成分的不均匀性增加，提高铸造温度，使铸锭晶粒粗化倾向增加；在一定的范围内，随着冷却强度的增大，熔体结晶速度提高，熔体中溶质元素来不及扩散，造成过冷度增加，晶核增多，所形成的晶粒细小，同时过渡带尺寸缩小，铸锭致密度提高，疏松倾向减小，区域偏向程度减小。因此，为获得更为均匀、细小的铸造组织晶粒，所述步骤(2)中，在半连续铸造机上进行铸造，控制铸造温度为690～700℃，铸造速度为50～60mm/min，冷却水流量为210～260m3/h。

在本发明的具体实施例中，为了获得更优的成品质量，避免生产过程中废品率的升高，所述步骤(3)热轧前对铸锭进行锯切与铣面，切除铸锭两端部并对铸锭表面进行铣削。铸锭两端容易形成铸造缺陷如开裂、夹渣等情况，铸锭表面也会粘附有铝屑，边缘有毛刺等，通过锯切与铣面步骤可以减少缺陷，进而降低后续步骤中的废品率。

本发明的高热交换效率空调器用铝箔在成分上主要控制Fe元素、Si元素、Ti元素和Cr元素含量。Si在室温时，溶解度为0.05％，Si和Al不形成化合物，在溶体冷却时，很快析出Si初晶，使材料呈脆性，Fe在室温时，溶解度为0.02％，Fe和Al形成二元化合物A1₃Fe，该化合物呈针状，而且容易长大成长针状，硬度大，不易破碎，使材料的塑性下降。铝合金中Fe、Si存在时，容易形成α相(Al₈Fe₂Si、Al₁₂Fe₃Si)和β相(Al₅FeSi、Al₉Fe₂Si₁₂)，α相呈骨架状或团状，β相呈粗大的针状或盘片状，硬度较大，易造成合金塑性和加工性降低，α相塑性优于β相，因此本发明选择合适的Fe、Si元素含量，减少或避免初晶Si和β相的生成，以改善材料的深冲性能。

晶粒细化剂使用Al-Ti-B丝，保证TiAl₃质点尺寸小，比表面积小，点状、球状最佳，在熔体中弥散分布，质点各个面都能面向熔体，形核率高，细化效果好。

Cr元素为典型的弥散相形成元素，在合金中形成尺寸为0.01～0.1μm的弥散相，能阻碍晶界的移动，抑制合金的再结晶和晶粒长大，细化晶粒，但Cr元素过高，会使Al-Ti-B的晶粒细化作用降低甚至消失。

本发明所提供的技术方案的优点在于，合理选择了Fe、Si、Ti以及Cr元素的含量，改善材料的深冲性能。通过控制半连续铸造过程中的铸造温度、铸造速度以及冷却水流量参数，获得更为均匀、细小的铸造组织晶粒，进而获得高性能铝箔成品。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

原材料按如下重量百分比配比，Fe：0.90％，Si：0.10％，Cu：0.03％，Mn：0.03％，Mg：0.03％，Cr：0.05％，Ti：0.04％，其它为不可避免的杂质。高热交换效率空调器用铝箔制造工艺如下：

(1)将所述重量百分比的原材料放入熔炼炉中，熔炼时熔体温度为760℃，静置炉内精炼温度为740℃，精炼时间20分钟，组成成分Ti以Al-Ti-B丝形式在流槽中加入；

(2)在半连续铸造机上进行铸造，为获得更为均匀、细小的铸造组织晶粒，铸造工艺参数控制如下：铸造温度为700℃，铸造速度50mm/min，冷却水流量为260m³/h，铸锭规格为480×870×5800mm；

(3)在锯切机上锯切，锯除头尾的铸造缺陷，不允许有开裂、夹渣等缺陷，锯切后铸锭长度为5200mm；

(4)在铣面机上铣面，铣净铸锭表面的各种铸造缺陷，不允许粘附铝片、铝屑，边部无毛刺，铣后铸锭厚度为465mm；

(5)在可逆式四辊热轧机上进行热轧，开轧温度为520℃，经过17道次轧至7.0mm×1470mm的热轧坯料；

(6)将热轧卷放在退火炉中进行退火，退火温度为580℃，保温9小时；

(7)在冷轧机上将7.0mm厚度的热轧卷进行冷轧，冷轧道次为：7.0mm→4.2mm→2.8mm→1.2mm→0.70mm→0.38mm→0.22mm→0.115mm，经7道次轧制至0.115mm的铝箔；

(8)将0.115mm的铝箔放在退火炉里进行成品退火，退火温度280℃，保温9小时；

(9)经拉矫、剪切后，即制成本发明的高热交换效率空调器用铝箔。所生产的铝箔的力学性能：抗拉强度85MPa，延伸率36.0％，杯突值8.6mm。

实施例2：

原材料按如下重量百分比配比，Fe：0.75％，Si：0.07％，Cu：0.05％，Mn：0.05％，Mg：0.01％，Cr：0.03％，Ti：0.03％，其它为不可避免的杂质。高热交换效率空调器用铝箔制造工艺如下：

(1)将所述重量百分比的原材料放入熔炼炉中，熔炼时熔体温度为755℃，静置炉内精炼温度为735℃，精炼时间18分钟，组成成分Ti以Al-Ti-B丝形式在流槽中加入；

(2)在半连续铸造机上进行铸造，为获得更为均匀、细小的铸造组织晶粒，铸造工艺参数控制如下：铸造温度为695℃，铸造速度55mm/min，冷却水流量为230m³/h，铸锭规格为480×870×5800mm；

(3)在锯切机上锯切，锯除头尾的铸造缺陷，不允许有开裂、夹渣等缺陷，锯切后铸锭长度为5200mm；

(4)在铣面机上铣面，铣净铸锭表面的各种铸造缺陷，不允许粘附铝片、铝屑，边部无毛刺，铣后铸锭厚度为465mm；

(5)在可逆式四辊热轧机上进行热轧，开轧温度为508℃，经过17道次轧至7.0mm×1470mm的热轧坯料；

(6)将热轧卷放在退火炉中进行退火，退火温度为600℃，保温7小时；

(7)在冷轧机上将7.0mm厚度的热轧卷进行冷轧，冷轧道次为：7.0mm→4.2mm→2.8mm→1.2mm→0.70mm→0.38mm→0.22mm→0.13mm，经7道次轧制至0.13mm的铝箔；

(8)将0.13mm的铝箔放在退火炉里进行成品退火，退火温度300℃，保温8小时；

(9)经拉矫、剪切后，即制成本发明的高热交换效率空调器用铝箔。所生产的铝箔的力学性能：抗拉强度85MPa，延伸率38.0％，杯突值8.9mm。

实施例3：

原材料按如下重量百分比配比，Fe：0.06％，Si：0.02％，Cu：0.01％，Mn：0.01％，Mg：0.01％，Cr：0.07％，Ti：0.015％，其它为不可避免的杂质。高热交换效率空调器用铝箔制造工艺如下：

(1)将所述重量百分比的原材料放入熔炼炉中，熔炼时熔体温度为735℃，静置炉内精炼温度为755℃，精炼时间15分钟，组成成分Ti以Al-Ti-B丝形式在流槽中加入；

(2)在半连续铸造机上进行铸造，为获得更为均匀、细小的铸造组织晶粒，铸造工艺参数控制如下：铸造温度为695℃，铸造速度55mm/min，冷却水流量为210m³/h，铸锭规格为480×870×5800mm；

(3)在锯切机上锯切，锯除头尾的铸造缺陷，不允许有开裂、夹渣等缺陷，锯切后铸锭长度为5200mm；

(4)在铣面机上铣面，铣净铸锭表面的各种铸造缺陷，不允许粘附铝片、铝屑，边部无毛刺，铣后铸锭厚度为465mm；

(5)在可逆式四辊热轧机上进行热轧，开轧温度为490℃，经过17道次轧至7.0mm×1470mm的热轧坯料；

(6)将热轧卷放在退火炉中进行退火，退火温度为560℃，保温11小时；

(7)在冷轧机上将7.0mm厚度的热轧卷进行冷轧，冷轧道次为：7.0mm→4.2mm→2.8mm→1.2mm→0.65mm→0.33mm→0.18mm，经6道次轧制至0.18mm的铝箔；

(8)将0.18mm的铝箔放在退火炉里进行成品退火，退火温度320℃，保温6小时；

(9)经拉矫、剪切后，即制成本发明的高热交换效率空调器用铝箔。所生产的铝箔的力学性能：抗拉强度85MPa，延伸率42.0％，杯突值9.2mm。

Claims (4)

1.一种高热交换效率空调器用铝箔，其特征在于：该铝箔的组成成分及重量百分比为：Fe：0.60～0.90％、Si：0～0.10％、Cu：0～0.05％、Mn：0～0.05％、Mg：0～0.03％、Cr：0.03～0.07％、Ti：0.015～0.04％，余量为铝。

2.一种根据权利要求1所述的高热交换效率空调器用铝箔的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)熔炼与精炼，按各组分重量百分比将原材料加入熔炼炉内熔炼，熔炼时熔体温度为735～760℃，静置炉内精炼温度为735～755℃，精炼时间15～20分钟，组成成分Ti以Al-Ti-B丝形式在流槽中加入；

(2)半连续铸造，在半连续铸造机上铸造得到铸锭；

(3)热轧，开轧温度为490～520℃，将铸锭轧至7.0mm厚的热轧坯料；

(4)热轧坯料退火，将热轧坯料放在退火炉里进行退火，退火温度为560～600℃，保温7～11小时；

(5)冷轧，在冷轧机上将7.0mm厚度的热轧坯料经6～7道次轧制至0.115～0.18mm的铝箔；

(6)成品退火，将0.115～0.18mm的铝箔放在退火炉里进行成品退火，退火温度280～320℃，保温6～9小时；

(7)经拉矫、剪切后，即制成本发明的高热交换效率空调器用铝箔。

3.根据权利要求2所述的高热交换效率空调器用铝箔的制造方法，其特征在于，所述步骤(2)中，在半连续铸造机上进行铸造，控制铸造温度为690～700℃，铸造速度为50～60mm/min，冷却水流量为210～260m³/h。

4.根据权利要求2所述的高热交换效率空调器用铝箔的制造方法，其特征在于，所述步骤(3)热轧前对铸锭进行锯切与铣面，切除铸锭两端部并对铸锭表面进行铣削。